Reparación dirigida a defectos para células solares de perovskita eficientes y estables que utilizan ácido...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de halogenuros metálicos son prometedoras para las células solares eficientes y de bajo costo.
• Los defectos en las películas de perovskita limitan el rendimiento y la estabilidad a largo plazo.
• Las estrategias de pasivación son cruciales para superar estas limitaciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de pasivación dirigida a los defectos de las células solares de perovskita.
• Mejorar tanto la eficiencia como la estabilidad de las PSC utilizando ácido 2-clorocinámico (2-Cl).
• Investigar el mecanismo de pasivación de los defectos y su impacto en el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Se utiliza el ácido 2-clorocinámico (2-Cl) para la pasivación de defectos en películas de perovskita de haluro de plomo de formamidinio y cesio (FAC).
• Investigó sistemáticamente los efectos del 2-Cl en la cinética de la cristalización, la morfología de la película y las propiedades optoelectrónicas utilizando varias técnicas de caracterización.
• Las PSC invertidas (p-i-n) fabricadas que incorporan la capa de absorción de las FAC optimizadas.

Principales resultados:

• El 2-Cl pasiva efectivamente los defectos superficiales e interfaciales mediante la coordinación con los iones Pb2+ y la formación de enlaces Pb-Cl.
• Las células solares de perovskita FAC optimizadas lograron una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 22,58% con un alto voltaje de circuito abierto (1,14 V) y un factor de llenado (82,8%).
• Los dispositivos no encapsulados demostraron una excelente estabilidad, conservando el 90% de la PCE inicial después de 30 días en el aire ambiente y el 83% después de una tensión de iluminación prolongada.

Conclusiones:

• La pasivación molecular de doble sitio con 2-Cl es una estrategia viable para mejorar simultáneamente la eficiencia y la estabilidad en las células solares de perovskita.
• Los resultados ponen de relieve el potencial práctico de este enfoque para el desarrollo de sistemas fotovoltaicos de perovskita duraderos.
• Este trabajo contribuye al avance de la viabilidad comercial de la tecnología solar de perovskita.